高效液相層析儀及液相層析串聯質譜儀有機溶劑純化原理及裝置

內容大綱
什么是溶劑純化?
溶劑等級及常見純化方式
溶劑過濾純化原理
溶劑過濾純化裝置
溶劑純化應用與用途

什么是溶劑純化?

溶劑純化為將化學溶液中的精細顆?；螂s質，利用物理、化學等科技或方法，將物質中的雜質除去，如蒸餾、再結晶等，而以物理方式經由濾膜等多孔性材料阻擋去除而得到澄清目標液，的溶劑純化方式又稱為溶劑過濾純化，常見于精密儀器上機分析的前處理。

溶劑等級及常見純化方式

有機溶劑 (organic solvent) 可應用于許多實驗，市售常見如 ACS 級、試藥級及層析級等多種規格。

其中部份實驗對于溶劑純度的要求較高，因此需要對溶劑進行純化 (solvent purification)以移除影響物質，避免溶劑中的微小粒子或雜質對實驗結果及產率造成影響，如：高效液相層析儀 (high performance liquid chromatograph, HPLC) 及液相層析串聯質譜儀 (liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS-MS) 等高精密儀器所使用的移動相 (mo-bile phase)。溶劑純化常利用真空過濾方式進行。

過濾純化原理

過濾純化 (filtration) 是將溶劑中的雜質、微小粒子以不同孔徑的濾膜 (membrane membrane) 或多孔性材料阻檔，藉此分離非均相混合物中的固態、液態物質，得到澄清目標液。濾膜則可依過濾樣品特性、懸浮顆粒去除效率、過濾所耗費時間等規格，選擇合適的濾膜。

過濾純化可利用真空過濾 (vacuum filtration) 進行，常以真空幫浦搭配過濾瓶組及濾膜操作使用，又稱負壓過濾、減壓過濾或抽氣過濾 (suction filtration)。其利用抽氣減壓裝置將濾紙下方的空氣部分抽除，造成壓力差，使液體在重力與壓力差的雙重作用下加速過濾，達到雜質與溶劑分離的目的。

過濾純化裝置

溶劑純化裝置通常包含真空幫浦 (vacuum pump)、緩沖瓶 (safety trap)、接收瓶 (receiver flask) 及過濾漏斗 (filter holder)。其中，過濾漏斗 + 接收瓶又常稱為過濾瓶組。

A. 耐腐蝕真空幫浦 (chemical resistant vacuum pump)

關于真空過濾之原理，請參考網站內文章－真空過濾。

由于常見需純化的溶劑多為有機溶劑、酸類、鹼類及鹽類配置而成，考慮實驗操作之安全性與幫浦耐用程度，應選用耐腐蝕真空幫浦為佳。

延伸閱讀：
ROCKER 極限實驗室 – 耐腐蝕幫浦 PK 王水 (Youtube)
全PTFE還是PTFE鍍膜？如何挑選實驗室幫浦 (Youtube)

B. 溶劑用過濾瓶組

用于溶劑純化用之過濾漏斗(filter holder)與接收瓶(receiver flask)皆建議使用硼硅玻璃 (Borosilicate glass) ，以避免有機溶劑、酸鹼等溶液造成損壞，硼硅玻璃材質之化學穩定性及抗化學侵蝕性佳，適合用于承裝有機溶劑，而過濾漏斗的濾膜墊片則可依實驗室需求，選用合適的材質，如磨砂玻璃或不銹鋼濾網。

延伸閱讀：
洛科100問 – 推-翻三角瓶沒那么簡單 (Youtube)
洛科100問 – 咦! 這個接收瓶怎么不是三角形? (Youtube)

溶劑純化應用與用途

· HPLC、LC/MS/MS 等高精密儀器之移動相純化 (如乙腈、甲醇、四氫呋喃 (THF))

· 化學分析之萃取液的純化 (CNS 15474 蜂王漿, 7.6 節, 10-羥基-2-癸烯酸)